ЭлБиб

иноделие

иноградарство

1/2007

виноделие

Теоретические аспекты

стабилизации виноградных вин

против помутнений

Н.М. АГЕЕВА

Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства

дна из важнейших характеристик

качества вина — его устойчивость

к помутнениям различной при-

роды, иначе именуемая

стабильностью

Само слово

стабилизировать

означает

привести в

устойчивое состояние

и под-

разумевает такое

гарантированное рав-

новесие

или

равновесное соотношение

между отдельными компонентами систе-

мы

(в нашем случае вина), воздействие

на которое не может привести к наруше-

нию товарного вида продукта. В действи-

тельности же

вино — многокомпонентная

неравновесная живая система

, и формиро-

вание ее структуры обусловлено совокуп-

ностью множества внутренних и внешних

факторов, в том числе воздействие чело-

века. В связи с этим достижение длитель-

ного равновесного состояния возможно

лишь на некоторый промежуток времени

(

промежуток устойчивого неравновесно-

го состояния, идентичный гарантийному

сроку хранения

). И только продолжитель-

ное хранение (выдержка) вина может обе-

спечить спонтанное выравнивание соста-

ва, которое наблюдается в естественной

природе.

Достижение стабильности или агрега-

тивной устойчивости вина путем обрабо-

ток обеспечивает необходимое равновес-

ное соотношение между ответственными

за коллоидные помутнения высокомо-

лекулярными компонентами, анионами

и катионами для придания устойчивости

к металлическим, в том числе и кристалли-

ческим помутнениям. Вся сложность зада-

чи заключается в том, что концентрации

компонентов и соотношения между ними

лабильны и варьируют в значительных

пределах в зависимости от многочислен-

ных факторов, а равновесные соотноше-

ния не подчиняются стехиометрическим

зависимостям.

Согласно современным представлени-

ям (

Б.В. Дерягин

, 1986) в основе формиро-

вания и агрегативной устойчивости поли-

дисперсной гетерогенной системы вина,

представленной макромолекулами и их

ассоциатами, клетками микроорганизмов

и собственно коллоидными частицами,

обладающими во многих случаях мозаич-

ной структурой заряда поверхности, лежит

флокуляционный механизм взаимодей-

ствия частиц по типу

гетероадагуляции —

гетерокоагуляции

(

Ю.И. Тарасевич

, 1988;

А.А. Баран

, 1986). При этом частицы испы-

тывают одновременно влияние различных

сил: электростатической (она расталкива-

ет их и выполняет роль стабилизирующей

силы, поскольку предотвращает слипа-

ние — коагуляцию) и молекулярных, стре-

мящихся собрать все частицы воедино.

В зависимости от расстояния между части-

цами превалирует одна из сил: на малых

расстояниях, как правило, преобладают

силы молекулярного притяжения, на боль-

ших — электростатического отталкивания

(

А.А. Баран,

1986; [1]). Устойчивость кол-

лоидных систем, то есть сохранение ста-

бильного состояния во времени, зависит

от их соотношения.

Поверхности, заряженные до неоди-

наковых потенциалов одного и того же

знака (например, отрицательно заряжен-

ные полисахариды и полифенолы), меня-

ют знак взаимодействия от отталкивания

на больших расстояниях до притяжения

на малых. Высота силового барьера (Uh)

на пути сближения частиц зависит от зна-

чения потенциала той поверхности, кото-

рая заряжена до более низкого потен-

циала. В частности, при

значения

Uh>ехр (

Применение теории Дерягина — Лан-

дау — Фербея — Овербека к процессам

гетероадагуляции показывает, что в ряде

случаев изменяют знак не только энер-

гии силы отталкивания (UR), но и силы

притяжения (UA). Конечно, природа лон-

доновских сил при этом не изменяется:

они всегда являются силами притяжения.

Однако при суммировании взаимодей-

ствия между двумя частицами и средой

результирующее значение

может быть

отрицательным. Это имеет место в случае,

когда взаимодействие частиц со средой

больше, чем друг с другом, что соответству-

ет отталкиванию частиц. Отсюда вытекает,

что в системах, для которых UR<0, а UA>0,

увеличение концентрации электролита,

снижающее электрическое притяжение,

повышает агрегативную устойчивость

системы и не способствует ее коагуляции.

Эти выводы относятся к так называемым

трудноосветляемым винам, обработка

которых сорбентами различной природы

не вызывает коагуляцию

. В таких винах

наблюдаются или высокие концентрации

отдельно одноименно заряженных частиц,

или значительный недостаток частиц про-

тивоположного заряда.

Адсорбция на поверхности дисперсной

фазы (например, на минерале) молекул

высокомолекулярных соединений приво-

дит к появлению дополнительных сил при-

тяжения или отталкивания двойного элект-

рического слоя или сольватных слоев,

именуемых адсорбционной составляющей

расклинивающего давления (

А.А. Баран

1986;

П.И. Гвоздяк

А.С. Гордиенко, Т.П. Че-

ховская

, 1981). В случае высокомолеку-

лярных соединений появление дополни-

тельных сил взаимодействия обусловлено

перекрытием диффузных адсорбционных

слоев, что приводит к усилению отталки-

вания коллоидов и достижению агрегатив-

ной устойчивости системы (

Б.В. Дерябин

1986; [1]).

К адсорбционной составляющей рас-

клинивающего давления относится сте-

рическое отталкивание, возникающее

при перекрытии адсорбционных слоев

полимеров.

Проблема влияния адсорби-

рованных макромолекул на устойчивость

дисперсий — одна из наиболее важных

в коллоидной химии жидких сред и био-

технологии.

Она тесно связана с устойчи-

востью коллоидов (в том числе белков,

полисахаридов и полифенолов вина)

и суспензий микроорганизмов, посколь-

ку клеточная поверхность сформирована

гидрофильными полимерами.

На основании анализа исследований

Б.Д. Дерябина (1986), А.А. Барана (1986),

Н.Н. Чхартишвили, З.Ш. Стуруа, Ш.И. Ша-

тиришвили, Б.С. Церетели (1998), А.А. Мер-

жаниана (1979) можно выделить

ряд поло-

жений, имеющих важное теоретическое

и практическое значение при обработке

вина

наличие вокруг дисперсных частиц

слоя полимера

, включающего белки, липи-

ды, полифенолы и др., может снизить силу

(энергию) притяжения между ними как из-

за стерических факторов (то есть в связи

с увеличением минимального расстояния,

на которое могут сблизиться частицы), так

и вследствие того, что адсорбционные слои

изменяют течение процесса взаимодей-

ствия дисперсной фазы с дисперсионной

средой. В общем случае адсорбция высоко-

молекулярных соединений в зависимости

от их природы может и уменьшить, и уве-

личить притяжение между частицами; при

этом, если плотная частица покрыта легким

слоем высокомолекулярных соединений

(например, только белком), эффективность

взаимодействия частицы с адсорбирован-

ным слоем снижается, и, наоборот, тяжелая

оболочка (например, комплекс биополи-

меров) вокруг частиц с низкой плотностью

повышает притяжение. При сильной гидра-

тации, имеющей место для дрожжевых

суспензий в вине, можно считать, что моле-

кулярное взаимодействие частиц с адсорб-

ционным слоем равно их взаимодействию

в дисперсионной среде;

адсорбция высокомолекулярных

соединений

может привести к измене-

нию параметров двойного электрического

слоя, что отражается на вкладе электриче-

ской составляющей в суммарную энергию

взаимодействия частиц.

Эти изменения

сводятся:

Электр нная Научная СельскоХозяйственная Библиотека